【计算机网络】日志与守护进程

日志

一般使用cout进行打印，但是cout打印是不规范的
实际上 是采用日志进行打印的

日志的创建

创建一个 log.hpp

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日志有自己的日志等级

通过枚举，分别为 调试 常规 告警 一般错误 致命错误 未知错误

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logmessage 函数

定义一个函数 logmessage，参数level 为日志等级 ，
为了按照可变参数的方式，来进行格式化输出，所以设置一个format 以及…可变参数(可以给c函数传递任意个数的参数)

日志左边部分实现

输入 man snprintf

将可变参数的内容显示到str字符串中

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获取日志等级

设置一个字符串 level_string ，通过tolevelstring函数 将数字转化为字符串

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获取时间

输入 man localtime

将time_t转换为 struct tm 结构体类型

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该结构体包含 秒 分 时 天

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输入 man 3 time

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通过gettime函数 获取时间

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日志右边部分实现

为了处理可变参数部分，所以使用vsprintf
输入 man snprintf

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将写好的数据放到logRight中

完整代码

log.hpp(整体实现)

#pragma once 
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

const std::string  filename="tecpserver.log";

//日志等级
enum{
 DEBUG=0, // 用于调试
 INFO  ,  //1 常规
 WARNING, //2 告警
 ERROR ,  //3  一般错误
 FATAL ,  //4 致命错误
 UKNOWN//未知错误
};

static  std::string tolevelstring(int level)//将数字转化为字符串
{
  switch(level)
  {
     case DEBUG : return "DEBUG";
     case INFO  : return "INFO";
     case WARNING : return "WARNING";
     case  ERROR : return "ERROR";
     case FATAL : return "TATAL";
     default: return "UKNOWN";
  }
}
std::string gettime()//获取时间
{
   time_t curr=time(nullptr);//获取time_t
   struct tm *tmp=localtime(&curr);//将time_t 转换为 struct tm结构体
   char buffer[128];
   snprintf(buffer,sizeof(buffer),"%d-%d-%d %d:%d:%d",tmp->tm_year+1900,tmp->tm_mon+1,tmp->tm_mday,
   tmp->tm_hour,tmp->tm_min,tmp->tm_sec);
   return buffer;

}
void logmessage(int level, const char*format,...)
{
   //日志左边部分的实现
   char logLeft[1024];
   std::string level_string=tolevelstring(level);
   std::string curr_time=gettime();
   snprintf(logLeft,sizeof(logLeft),"%s %s %d",level_string.c_str(),curr_time.c_str());

   //日志右边部分的实现
   char logRight[1024]; 
   va_list p;//p可以看作是1字节的指针
   va_start(p,format);//将p指向最开始
   vsnprintf(logRight,sizeof(logRight),format,p);
   va_end(p);//将指针置空
   
   //打印日志 
   printf("%s%s\n",logLeft,logRight);

   //保存到文件中
   FILE*fp=fopen( filename.c_str(),"a");//以追加的方式 将filename文件打开
   //fopen打开失败 返回空指针
   if(fp==nullptr)
   {
      return;
   }
   fprintf(fp,"%s%s\n",logLeft,logRight);//将对应的信息格式化到流中
   fflush(fp);//刷新缓冲区
   fclose(fp);
}

err.hpp (错误信息枚举）

#pragma once 

enum
{
  USAGE_ERR=1,
  SOCKET_ERR,//2
  BIND_ERR,//3
  LISTEN_ERR,//4
  SETSID_ERR,//5
  OPEN_ERR//6
};

守护进程

网络服务一定在任何时候都能访问，所以这个服务不能受任何用户的登录或者注销各种行为的影响
所以需要将进程进行守护进程化

PGID SID TTY 的介绍

在后台运行sleep 10000

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PPID是bash的PID值
PGID是 进程组 (PGID相同就为同一个进程组,以从第一个进程进行命名)
SID 是 会话ID
TTY是 终端 若为?，则说明跟终端没有关系，若为具体的如pts/5，则为终端文件

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在终端2中输入，在终端1中可以查看到 两者的PGID相同，所以属于同一个进程组，并且以sleep 1000 作为组长

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通过查询会话ID 21668，发现bash的PID PGUD SID 都为21668

shell中控制进程组的方式

查询后台任务 jobs

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当再次输入sleep 5000 进行后台运行时，发现前面的编号变成2
该编号为 任务编号

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将某一任务提到前台运行 fg + 任务编号

当把1号任务提到前台后，再次使用jobs查询后台任务，就查不到1号任务了
并且其他任务并不受影响

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把2号任务提到前台，使用 ctrl z 让服务暂停起来
在暂停后，任务会自动切换到后台

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输入 bg 2，让2号任务在后台跑起来

结论

1. 进程组分为 前台任务 和 后台任务

在终端2中创建后台任务和前台任务，在终端1中查询发现，后台任务的(PGID)进程组 和 (SID)会话ID相同 ，而与后台的不同

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2. 如果后台任务提到前台，老的前天任务就无法运行

将任务编号为1的后台任务 使用 fg 提到前台后 ，输入 ls pwd 等 指令是没有作用的
会话中 ，只能有一个前台任务在运行
所以当 使用 ctrl c 将1号任务退出后，bash把自己变成了前台任务，所以又可以运行了

为什么要有守护进程存在？

若登录就是创建一个会话，启动进程，会话内部有bash任务，在当前会话中创建新的前后台任务，那如果退出呢？

当退出时，就会销毁会话可能会影响会话内部的所有任务

网络服务器为了不受到用户登录注销的影响，网络服务器 通常以守护进程的方式运行

守护进程的创建

输入 man 2 setsid

设置一个会话，以进程组的组长ID作为新的会话ID

若返回成功，则返回调用进程的PID，若返回失败，则返回-1并设置错误码

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想要调用setsid，不可以是组长

如：在一家公司中你是组长，有一天你想不干了 出去创业 是不可以的，因为你手底下有一堆组员
所以要成功出去创业，就必须卸任你的组长身份

使用守护进程的条件

1.忽略异常
2.对 0(标准输入) 1(标准输出) 2(标准错误) 作特殊处理
3.进程的工作路径 可能要更改
4.守护进程是一个全局的进程，不想在某一个用户的目录下，所以从整个系统中从最开始进行索引某些文件

守护进程化的函数

输入 man daemon，提供守护进程化的函数

第一个参数表示 是否更改 工作目录，默认不要改，改为1表示为真
第二个参数表示 要不要关闭 0 1 2， 默认不关

大部分情况下，都是自己实现守护进程，而不是调用该函数

自己实现守护进程化

解决组长问题

当启动时，是在bash中新起一个任务，只有一个进程自成进程组，所以自成组长，操作不被允许

成为组长的一般都是组中的第一个进程，所以只需使其不为第一个进程即可

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输入 man fork，创建子进程

fork的返回值：父进程返回子进程的PID值，子进程返回0，失败返回-1

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当fork>0时，说明为父进程，则让父进程退出，只剩下子进程，子进程不是进程的第一个，也就不是组长，就可以成功调用setsid

忽略信号

signal的第一个参数 表示 信号 ，第二个参数表示对指定动作的信号设定自定义处理动作

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SIGPIPE 表示13号信号

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SIG_IGN 为 自定义处理信号处理函数

把1强制转化成函数指针类型 即忽略信号

对13号信号 进行忽略

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SIGCHLD信号
子进程在运行时会退出，若父进程不关心子进程退出，子进程就会变成僵尸状态
父进程要使用 wait/waitpid去等待子进程 回收僵尸，获取子进程的退出结果
即父进程进行阻塞式等待(什么都不干，就等待子进程的退出结果)
子进程要退出时，会向父进程发信号 SIGCHLD

所以同样对 SIGCHLD信号 进行忽略

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处理 0 1 2 问题

使用日志打印，所以导致有很多输出结果，但输出结果不想往显示器上面打印，所以就需要处理标准输入 标准输出 标准错误

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Linux系统提供一个 dev null的字符设备

向dev null 中写入，都会被丢弃 ，从这个文件读什么都读不到 ，立马直接返回

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输入 man 2 open，打开文件

若返回成功，则返回 文件描述符，若返回失败，则返回 -1 并将错误码返回
O_RDWR ： 读写的方式

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重定向函数 ：输入 man dup2

可以直接将文件打开，使用dup2重定向
输出重定向对应的文件描述符是1
假设其文件描述符是fd
newfd为oldfd的一份拷贝，最后只剩下oldfd
dup2(fd,1) 即 将标准输出流 重定向到 文件描述符fd中

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退出守护进程

输入 kill -9 + 守护进程的PID，即可退出守护进程

完整代码

err.hpp(错误信息枚举)

#pragma once 

enum
{
  USAGE_ERR=1,
  SOCKET_ERR,//2
  BIND_ERR,//3
  LISTEN_ERR,//4
  SETSID_ERR,//5
  OPEN_ERR//6
};

daemon.hpp(整体实现)

#pragma once
#include
#include
#include
#include
#include
#include"log.hpp"
#include"err.hpp"

  void Daemon()//自己实现服务器的守护进程化
  {
    //1.忽略信号
    signal(SIGPIPE,SIG_IGN);//忽略信号
    signal(SIGCHLD,SIG_IGN);

    //2.不要成为组长    
    if(fork()>0)//说明为父进程，则让父进程直接退出
    {
       exit(0);
    }
    //只剩下子进程

    //3.新建会话，自己成为会话的话首进程
    pid_t ret=setsid();
    if((int)ret==-1)//守护进程失败
    {
        logmessage(FATAL,"deamon error,code:%d,string :%s",errno,strerror(errno));
        exit(SETSID_ERR);//终止程序
    }

    //4.可以更改守护进程的工作路径
    

    //5.处理 0 1 2 问题
    int fd=open("/dev/null",O_RDWR);//以读写的方式打开字符设备
    if(fd<0)
    {
       logmessage(FATAL,"deamon error,code:%d,string :%s",errno,strerror(errno));
        exit(OPEN_ERR);//终止程序
    }   
    //将标准输入 输出错误 重定向到字符设备中
     dup2(fd,0);
     dup2(fd,1);
     dup2(fd,2);
     close(fd);

  }